Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води
Номер патенту: 66562
Опубліковано: 17.05.2004
Автори: Проценко Сергій Борисович, Москальов Ігор Вікторович, Гуйдаш Михайло Миколайович, Шліхта Валентин Михайлович, Базурін Сергій Олександрович, Курилюк Андрій Миколайович, Новікова Олена Станіславівна, Курилюк Микола Степанович, Берташ Василь Михайлович
Формула / Реферат
1. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води, яка складається із трубопроводу подачі води на очищення, приймальної камери-реактора з решіткою, пісколовки, бокс-дозатора розчину коагулянту, бокс-дозатора розчину флокулянту, бокс-дозатора розчину вапняного молока, усереднювача-стабілізатора, первинного відстійника-освітлювача, трубопроводу скиду мінералізованого осаду, мулового майданчика, компостного майданчика осаду, прояснювача води після її обробки в аеротенкунітрифікаторі, агрегату примусової циркуляції осаду, аеробного стабілізатора-денітрифікатора, змішувачів води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока, вторинного відстійника-прояснювача, бокс-дозатора знезаражуючого розчину, контактного резервуару трубопроводу відведення очищеної води, яка відрізняється тим, що обладнаний двома комплексними блоками, перший виконаний шляхом об'єднання усереднювача-стабілізатора і первинного відстійника-освітлювача в єдиний елемент, другий виконаний об'єднанням преаератора-нітрифікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора-денітрифікатора, окрім того, очисна станція додатково обладнана спорудами біологічного фітоочищення із використанням вищих водних рослин і вологолюбних дерев та кущів, які включають "біоплато" для води, що подається на очищення і "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика.
2. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково обладнана обвідним (байпасним) трубопроводом із прийомником води, які забезпечують можливість пропускання води, що очищається, без використання другого комплексного блока у вторинний відстійник-прояснювач, а також можливістю обводу вторинного відстійника-прояснювача в контактний резервуар, який обладнаний трубопроводом подачі води в дренажну систему, розташовану в "біоплато" для води, що подається на очищення.
3. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що споруда біологічного фітоочищення із використанням вищих рослин і вологолюбних дерев та кущів, "біоплато" для води, що подається на очищення, включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вологолюбні дерева та кущі, в завантаженні розташовані подавальна і відвідна дренажні системи, контактний резервуар-колодязь, біостав, пристрій переливу води у водоймище із біоставу, а також додатково обладнана системою примусової регенерації фільтруючого завантаження.
4. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що споруда біологічного фітоочищення із використанням вищих водних рослин і вологолюбних кущів, "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вищі водні рослини та вологолюбні кущі, систему дренажну, дренажний колодязь регулювання мулової води, який обладнаний циркуляційним насосом регулювання дренажних вод і напірним трубопроводом мулової води із системою розподілу потоків.
5. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що перший комплексний блок виконаний таким чином, що усереднювач-стабілізатор розташований навколо первинного відстійника-освітлювача таким чином, що їх бокові стінки розташовані коаксіально, при цьому усереднювач-стабілізатор додатково обладнаний агрегатом для перемішування і аерації води, а об'єми пристроїв комплексного блока сполучаються трубопроводом подачі води на прояснення і відводу осаду на стабілізацію, та комплексним виконанням агрегату системи примусової циркуляції завислого осаду у первинному відстійнику із трубопроводом примусової подачі води і осаду із усереднювача-стабілізатора.
6. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що другий комплексний блок виконаний шляхом послідовного блокування преаератора-нітрифікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора денітрифікатора, додатково обладнаний агрегатом циклічного перемішування і аерації води в преаераторі-нітрифікаторі освітленої води, агрегатом примусової циркуляції осаду із прояснювача в об'єм аеробного стабілізатора-денітрифікатора із аераційним соплом, а також агрегатом примусової циркуляції осаду із аеробного стабілізатора- денітрифікатора в усереднювач-стабілізатор.
7. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що вторинний відстійник-прояснювач води додатково обладнаний агрегатом примусової циркуляції осаду в преаератор-нітрифікатор, поверхня води містить плаваючі водні рослини макрофіти типу ейхорнії (eichhomia crassipes), над якими додатково розташоване тепличне накриття.
8. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води, за п. 1, яка відрізняється тим, що бокс-дозатори із змішувачами розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока розташовані таким чином, що забезпечують введення розчину реагентів у воду після її проходження через пісколовку, а також після її виходу із аеробного стабілізатора денітрифікатора.
9. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за п. 1, яка відрізняється тим, що бокс-дозатор знезаражуючого розчину виконаний таким чином, що дозволяє регулювати подачу розчину у воду, яка потрапляє у контактний резервуар або в контактний резервуар-колодязь "біоплато" для води, що подається на очищення.
10. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за пп. 1, 5, 6, яка відрізняється тим, що поверхня води пісколовки і споруди, що входять у два комплексні блоки містить плаваючі термоізолюючі елементи, нижня частина яких додатково обладнана зануреними у воду засобами активації водного середовища, наприклад, залізом, алюмінієм, комбінацією цих елементів або срібловмісних елементів, а трубопровід подачі води на очищення додатково обладнаний ежекційною насадкою.
Текст
Винахід відноситься до споруд комплексного очищення, які призначені для вилучення з води широкого спектру забруднень із різними фізико-хімічними властивостями і може бути використаний для очищення комунальних та промислових стічни х вод. Відома станція очищення стічних вод типу "Ручей", яка включає решітчастий кошик, пісколовку, блоки біологічного очищення (аеротенки-відстійники першого ступеню), які складаються із анаеробної зони з насадкою, двох аеротенків-відстійників із завантаженням і тонкошаровими модулями у відстійній зоні, а також контактний резервуар, блоки доочищення (аеротенки-відстійники другого ступеня), що являють собою біореактори, котрі виконані у вигляді аеротенків-відстійників із завантаженням і тонкошаровими модулями, повітродувну станцію, розташовану в окремому приміщенні, вузол приготування знезаражуючого розчину, піскові площадки і муловий майданчик [1]. Недоліком станції є недостатня ефективність очищення води від полідомішкових забруднень із широкою гамою фізико-хімічних властивостей, які характерні для стічної комунальної води, а також води промислових підприємств, а також високе енергоспоживання проведення очищення води. Найбільш близьким очисним комплексом, відносно технічного рішення, що пропонується, є відома очисна станція комунальних стоків, яка складається із трубопроводу подачі води на очищення, приймальної камериреактора з решіткою, пісколовки, бокс-дозатора розчину коагулянту, бокс-дозатора розчину флокулянту, боксдозатора розчину вапняного молока, усереднювача-стабілізатора, первинного відстійника-освітлювача, трубопроводу скиду мінералізованого осаду, мулового майданчика, компостного майданчика осаду, прояснювача води після її обробки в нітріфікаторі, агрегату примусової циркуляції осаду, аеробного стабілізатора-денітрифікатора, змішувачів води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока, вторинного відстійника-прояснювача, бокс-дозатора знезаражуючого розчину, контактного резервуару трубопроводу відведення очищеної води (прототип) [2]. Недоліком станції-прототипу є висока вартість очищення та утилізації стічної води у зв'язку із значним енергоспоживанням та витратами хімічних реактивів. Необхідність енерговитрат, у першу чергу витрат електроенергії, спрямовано на підтримання окислювально-відновлювальної потужності води, що очищається в кожному із елементів станції очищення, а також забезпечення життєдіяльності і відновлення біокультури (активного мулу). Зокрема, це стосується енерговитрат на систему потужної аерації, а також забезпечення рециркуляції активного мулу для відновлення його кількості в кожній установці станції, а також для температурної стабілізації водного середовища, що спрямовано на запобігання скороченню часу життєдіяльності біомаси, адже відмирання призводить до процесів загнивання і створює проблеми санітарногігієнічного характеру, пов'язані із наявністю і розповсюдженням неприємного запаху. Тому при використанні вказаної споруди необхідним також є обробка води реагентами, які витрачаються у відносно великій кількості. Характерним є і те, що очисна станція-прототип не є спорудою універсального призначення, яка б могла бути застосована для одночасного очищення води санітарно-комунального господарства та вод промислових підприємств від забруднюючих речовин, що характеризуються широким спектром фізико-хімічних властивостей. Очисні споруди універсального призначення необхідні для вирішення проблем регіонального водокористування, особливо для урбанізованих міст із розвинутим промисловим потенціалом. В основу винаходу поставлена задача, в очисній станції комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води за рахунок її обладнання двома комплексними блоками, перший з яких виконаний шляхом об'єднання усереднювача-стабілізатора і первинного відстійника-освітлювача в єдиний елемент, другий виконаний об'єднанням преаератора-нітріфікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора-денітрифікатора, окрім того, очисна станція додатково обладнана спорудами біологічного фітоочищення із використанням вищих водних рослин і вологолюбивих дерев та кущів, які включають "біоплато" для води, що подається на очищення і "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика, підвищити окислювально-відновлювальну потужність води, що очи щається, а також збільшити коефіцієнт транспірації води вищими рослинами, за рахунок чого зменшити сезонне енергоспоживання роботи очисної станції. Поставлена задача досягається в очисній станції комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води, яка складається із трубопроводу подачі води на очищення, приймальної камери-реактора з решіткою, пісколовки, бокс-дозатора розчину коагулянту, бокс-дозатора розчину флокулянту, бокс-дозатора розчину вапняного молока, усереднювача-стабілізатора, первинного відстійника-освітлювача, трубопроводу скиду мінералізованого осаду, мулового майданчика, компостного майданчика осаду, прояснювача води після її обробки в нітріфікаторі, агрегату примусової циркуляції осаду, аеробного стабілізатора-денітрифікатора, змішувачів води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока, вторинного відстійника-прояснювача, бокс-дозатора знезаражуючого розчину, контактного резервуару трубопроводу відведення очищеної води за рахунок її обладнання двома комплексними блоками, перший виконаний шляхом об'єднання усереднювача-стабілізатора і первинного відстійника-освітлювача в єдиний елемент, другий виконаний об'єднанням преаератора-нітріфікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора-денітрифікатора, окрім того, очисна станція додатково обладнана спорудами біологічного фітоочищення із використанням вищих водних рослин і вологолюбивих дерев та кущів, які включають "біоплато" для води, що подається на очищення і "біоплато" стабілізації дренажних вод мулово го майданчика. Поставлена задача досягається за рахунок того, що очисна станція додатково обладнана обвідним (байпасним) трубопроводом із прийомником води, які забезпечують можливість пропускання води, що очищається, навколо другого комплексного блоку у вторинний відстійник-прояснювач, а також можливістю обводу вторинного відстійника-прояснювача в контактний резервуар, який обладнаний трубопроводом подачі води в дренажну систему, розташовану в "біоплато" для води, що подається на очищення. Поставлена задача досягається за рахунок того, що споруда біологічного фітоочищення із використанням вищи х рослин і вологолюбивих дерев та кущів, "біоплато" для води, що подається на очищення включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вологолюбиві дерева та кущі, в завантажені розташовані подаюча і відвідна дренажні системи, контактний резервуар-колодязь, біостав, пристрій переливу води у водоймище із біоставу, а також додатково обладнана системою примусової регенерації фільтруючого завантаження. Поставлена задача досягається за рахунок того, що споруда біологічного фітоочищення із використанням вищи х водних рослин і вологолюбивих кущі в, "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вищі водні рослини та вологолюбиві кущі, систему дренажну, дренажний колодязь регулювання мулової води, який обладнаний циркуляційним насосом регулювання дренажних вод і напірним трубопроводом мулової води із системою розподілу потоків. Поставлена задача може бути досягнута за рахунок того, що перший комплексний блок виконаний таким чином, що усереднювач-стабілізатор розташований навколо первинного відстійника-освітлювача таким чином, що їх бокові стінки розташовані коаксіально, при цьому усереднювач-стабілізатор додатково обладнаний агрегатом для перемішування і аерації води, а об'єми пристроїв комплексного блоку сполучаються трубопроводом подачі води на прояснення і відводу осаду на стабілізацію, та комплексним виконанням агрегату системи примусової циркуляції завислого осаду у первинному відстійнику із трубопроводом примусової подачі води і осаду із усереднювача-стабілізатора. Поставлена задача досягається за рахунок того, що другий комплексний блок виконаний шляхом послідовного зблокування преаератора-нітрифікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора денітрифікатора, додатково обладнаний агрегатом циклічного перемішування і аерації води в преаераторінітрифікаторі освітленої води, агрегатом примусової циркуляції осаду із прояснювача в об'єм аеробного стабілізатора-денітрифікатора із аераційним соплом, а також агрегатом примусової циркуляції осаду із аеробного стабілізатора-денітрифікатора в усереднювач-стабілізатор. Поставлена задача може бути досягнута за рахунок того, що вторинний відстійник-прояснювач води додатково обладнаний агрегатом примусової циркуляції осаду в преаератор-нітріфікатор, поверхня води містить плаваючі водні рослини макрофіти типу ейхорнії (eichhomia crassipes), над якими додатково розташоване тепличне накриття. Поставлена задача досягається за рахунок того, що бокс-дозатори із змішувачами розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока розташовані таким чином, що забезпечують введення реагентів у воду після її проходження через пісколовку, а також після її виходу із аеробного стабілізатора денітрифікатора. Поставлена задача досягається за рахунок того, що бокс-дозатор знезаражуючого розчину виконаний таким чином, що дозволяє регулювати подачу розчину у воду, яка потрапляє у контактний резервуар, або в контактний резервуар-колодязь "біоплато" для води, що подається на очищення. Поставлена задача досягається за рахунок того, що поверхня води пісколовки і споруд, що входять у два комплексні блоки містить плаваючі термоізолюючі елементи, нижня частина яких додатково обладнана зануреними у воду засобами активації водного середовища, наприклад, залізом, алюмінієм, комбінацією цих елементів, або срібловмістких елементів, а трубопровід подачі води на очищення додатково обладнаний ежекційною насадкою. Завдяки обладнанню очисної станції комплексними блоками, досягається прискорення очищення води із підвищенням ефективності за рахунок локалізації впливу інтенсифікуючи факторів обробки, який є характерним для кожного із елементів. При цьому досягається стабілізація динаміки підвищення окислювально-відновлювальної потужності водного середовища у кожному із елементів, що входять у блок. Так, за рахунок об'єднання усереднювача-стабілізатора і первинного відстійника-освітлювача в єдиний елемент, зокрема виконання таким чином, що усереднювач-стабілізатор розташований навколо первинного відстійника-освітлювача із коаксіальним розташуванням бокових стінок, додатковим обладнанням усереднювача-стабілізатора агрегатом для перемішування і аерації води досягається підвищення окислювально-відновлювальної потужності води у всьому об'ємі усереднювача-стабілізатора, а також і у первинному відстійнику. Останньому сприяє те, що об'єми пристроїв комплексного блоку сполучаються трубопроводом подачі води на прояснення і відводу осаду на стабілізацію. Об'єднання в єдиний комплекс агрегату системи примусової циркуляції завислого осаду у первинному відстійнику із трубопроводу примусової подачі води і осаду із усереднювача-стабілізатора забезпечується відновлення активного мулу в пристрої, продовжує його життєдіяльність і перешкоджає розвитку процесу загнивання активного мулу. Виконання другого комплексного блоку шляхом послідовного зблокування преаератора-нітрифікатора освітленої води, прояснювача і аеробного стабілізатора денітрифікатора дозволяє провадити процеси підвищення окислювально-відновлювальної потужності води (запобігти її зниженню при транспортуванні у випадку дистанційного розташування) із мінімальними енергетичними витратами. Остання обставина створює необхідні умови для підвищення ефективності процесів нітрифікації і денітрифікації, а додаткове обладнання агрегатом циклічного перемішування і аерації води в преаераторі-нітрифікаторі освітленої води, дозволяє регулювати показники окислювально-відновлювальної потужності води, утримуючи їх в оптимальній зоні, характерній для процесу нітрифікації забруднень. Агрегат примусової циркуляції осаду, яким додатково обладнаний прояснювач, дозволяє провадити регулювання кількості активного мулу в об'ємі аеробного стабілізатора-денітрифікатора, що також впливає на процес підвищення ефективності денітрифікації води за рахунок додаткової аерації, яку забезпечує спеціальне аераційне сопло. Таким чином, одночасно забезпечується комплексний вплив, спрямований на регулювання осаду у прояснювачі, кількості активного мулу в стабілізаторі-денітрифікаторі і вмісту повітря в об'ємі останнього пристрою другого комплексу. Агрегат примусової циркуляції осаду, яким обладнаний аеробний стабілізатор-денітрифікатор також забезпечує регулювання кількості осаду, що знаходиться в аеробному стабілізаторі-денітрифікаторі (разом із тим, що надходить із прояснювача) і транспортування зайвого в усереднювач-стабілізатор, звідки він відводиться із очисної станції. Додаткове обладнання спорудами біологічного фітоочищення із використанням вищих водних рослин і вологолюбивих дерев та кущів, на яких базується біосорбційний метод очищення дозволяє реалізувати у вегетаційний період вилучення забруднень шляхом їх поглинання кореневою системою спеціально підібраних рослин, які для них є поживними речовини, але шкідливі для людей, а також транспірації - вилучення води рослинами і утворення осаду із забруднюючих речовин. Цей процес здатен значно скоротити енергетичні витрати проведення процесу очищення і утилізації води, особливо для тієї категорії, що не підлягає поверненню, а призначена на скид у природні водойми. Саме до такої категорії відносяться води комунальних господарств і більшості промислових підприємств. Для реалізації технології біологічного фітоочищення очисна станція додатково обладнана обвідним (байпасним) трубопроводом із прийомником води, які забезпечують можливість пропускання води, що очищається, навколо другого комплексного блоку, таким чином, відключаючи його із процесу очищення і спрямовувати воду на очищення у вторинний відстійник-прояснювач. За рахунок цього забезпечується зменшення енергетичних витрат. Такий спосіб обводу буде раціональним в перехідний період року. В літній період року байпасний трубопровід дозволяє пропускати воду навколо другого комплексного блоку та вторинного відстійника-прояснювача в контактний резервуар, виключаючи з процесу очищення ряд елементів станції очищення, що значно скорочує енерговитрати на очищення. В теплий період року включається в технологію "біоплато" для очищення. Виконання "біоплато" для очищення води у вигляді боксу із завантаженням, в якому висаджені вологолюбиві дерева та кущі, створює умови багатостадійного очищення, поєднання фітоконтактної обробки води із одночасним її фільтруванням крізь спеціально підібрані для цієї мети фільтрувальні завантаження (наприклад, по матеріалу, гранулометрії). В якості мінерального завантаження може використовуватись щебінь, гравій, шлак, інше штучне завантаження. Проходячи крізь такий шар, частина води із значною частиною домішок (особливо тих що містять азот та фосфор) поглинається рослинами, за рахунок чого підвищується окислювально-відновлювальна потужність води [3]. За рахунок дренажних систем (верхньої і нижньої) провадиться розподіл води на очищення в зоні кореневої системи рослин і відвід очищеної води в контактний резервуар-колодязь, де провадиться контроль якості очищення і контакт із знезаражуючим розчином (при необхідності) перед відводом води в біостав, перелив води у природне водоймище із біоставу. Дренажна система за рахунок її додаткового обладнання системою примусової регенерації фільтруючого завантаження дозволяє регулювати стан гранульованого (фільтруючого завантаження) і відводити осад для його утилізації. Завдяки "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика, яка включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вищі водні рослини та вологолюбиві кущі із системою дренажну, дренажний колодязь регулювання мулової води, який обладнаний циркуляційним насосом регулювання дренажних вод і напірним трубопроводом мулової води із системою розподілу потоків дозволяє ефективно провадити процес зневоднення осаду мулового майданчика із одночасним проведенням фітоконтактного доочищення води, відфільтрованої із мулу. За рахунок цього провадиться одержання компосту із мулу, запобігти процесу його загнивання, відділення води із можливістю контролювання її якості в дренажному колодязі, а також її поверненню циркуляційним насосом на очищення, при цьому можливе використання фітоконтактного метода, або спрямування потоку на вхід станції очищення. Наявність комплексу біологічного очищення дозволяє перейти в літній період на технологію очищення, яка є енергозберігаючою, у порівнянні з іншими пристроями очищення, які використовуються в зимовий період. Обладнання вторинного відстійника-прояснювача води агрегатом примусової циркуляції осаду в преаератор-нітрифікатор, дозволяє утилізувати осад через систему його відводу із преаератора-нітрифікатора на муловий майданчик, але перед тим, мінералізований осад в об'ємі преаератора-нітрифікатора виконує функцію фільтраційного матеріалу, який здатен затримувати забруднення і частково відігравати функцію флокулюючого агента, за рахунок чого зменшується витрати хімічних розчинів на проведення очищення, а сам процес стає більш ефективним. Розташування на поверхні води плаваючих водних рослини макролітів типу ейхорнії (eichhomia crassipes), досягається більш повне вилучення забруднень за рахунок високої інтенсивності масообмінних процесів поглинання у тому числі органічних сполук, за рахунок чого досягається висока ефективність із порівняно високою продуктивністю використання пристрою [4]. Ейхорнія здатна вільно плавати на поверхні води, тому максимально використовується площа масообмінної поверхні між рослинним шаром і водою, з якої вона вилучає забруднення, котрі є поживними речовини для рослин, а використання цього виду не потребує застосування спеціальних пристроїв кріплення в корпусі, наприклад. Для продовження періоду використання рослинного шару, здатного сорбувати домішкові включення, призначене тепличне накриття, розташоване над вторинним відстійником, що також забезпечує енергозбереження вторинного відстійника. Розташування бокс-дозаторів із змішувачами розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока в зоні введення реагентів у воду після її проходження через пісколовку, а також після її виходу із аеробного стабілізатора денітрифікатора дозволяє дозувати реагенти в необхідній кількості для підвищення окислювально-відновлювальної потужності в окремих зонах очисної станції, за рахунок чого зменшується їх дозування і загальна кількість витрат, в залежності від якості води на різних стадіях очи щення. Завдяки виконанню бокс-дозатор знезаражуючого розчину із регулюванням подачі розчину у воду, яка потрапляє у контактний резервуар, або в контактний резервуар-колодязь "біоплато" для води, що подається на очищення досягається вибірковість дозування відповідно якості води, що проходить очищення і дозволяє скоротити дози реагенту. Завдяки розташуванню на поверхні води пісколовки і споруд, що входять у два комплексні блоки, плаваючих термоізолюючих елементів, наприклад із пінополістиролу, досягається стабілізація температури води всього об'єму в елементах очисної станції, знижується об'ємний градієнт температур, за рахунок чого збільшується тривалість життєдіяльності активного мулу, час його контакту та активність із домішками, які вилучаються, а подовжується період використання плаваючих водних рослин у вторинному відстійнику. За рахунок додаткового обладнання нижньої частини плаваючих термоізолюючих елементів, зануреними у воду засобами активації водного середовища, наприклад, залізом, алюмінієм, комбінацією цих елементів, або срібло містких елементів, здатних до іонізації під дією води та повітря (якими можуть бути залізо, алюміній, або їх комбінації) і занурених у воду, що очищається, на їх утворюється активна електрокінетична плівка, за рахунок якої і проходить процес підвищення значення окислювально-відновлювального потенціалу, що призводить не тільки до активізації очищення за допомогою активного мулу, але й паралельному процесу окислення розчинених домішок, утворенню на їх основі дисперсій, які ефективно можуть бути вилучені, у тому числі фосфорорганічних, а також неорганічних сполук, іони важких металів. Елементи із вмістом срібла, що закріплені на термоізолюючих елементах дозволяють провадити одночасне відділення зважених домішок від води із одночасним її знезараженням. При цьому наявність срібло містких елементів не тільки допомагає підвищити конвенційні властивості очищеної води, але й подовжити життєдіяльність активного мулу, частина якого може повертатися на подальше використання. Додаткове обладнання трубопроводу подачі води на очищення ежекційною насадкою створює умови газонасичення води із використанням енергії струменя води, що надходить на очищення. Ці відмінності дозволяють суттєво скоротити енергоспоживання та використання хімічних речовин при проведенні процесу очищення. На фіг.1 зображена схема очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води складається із трубопроводу подачі води на очищення 1 із ежекційною насадкою 2, приймальної камериреактори 3, решітки 4, пісколовки 5, бокс-дозатора розчину коагулянту 6, бокс-дозатора розчину флокулянту 7, бокс-дозатора розчину вапняного молока 8, першого комплексного блоку, що включає усереднювачстабілізатор 9, із зоною стабілізації-мінералізації осаду 10 і первинний відстійник-освітлювач 11, трубопроводу, який призначений для подачі води на прояснення і відводу осаду на стабілізацію 12, агрегату для перемішування і аерації води в усереднювачі-стабілізаторі 13, агрегату системи примусової циркуляції завислого осаду із первинного відстійника через завислий шар осаду в зоні стабілізації усереднювача 14, трубопроводу скиду стабілізованого (мінералізованого) осаду 15, мулового майданчика із фільтр-дренажем 16, компостного майданчика осаду 17, зливу освітленої води із камерою розподілу 18, другого комплексного блоку виконаного шляхом послідовного зблокування преаератора-нітрифікатора освітленої води 19 із агрегатом циклічного перемішування і аерації води 20, прояснювача води після її обробки в преаераторі 21 із агрегатом примусової циркуляції осаду із прояснювача 22 і аеробного стабілізатора-денітрифікатора 23 із агрегатом примусової циркуляції 24 осаду в усереднювач-стабілізатор, аераційного сопла 25 для аерації води і осаду в аеробному стабілізаторі-денітрифікаторі, змішувача води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока 26, зливу освітленої води після преаератора із камерою розподілу 27, вторинного відстійника-прояснювача води 28 із збірним жолобом-пробовідбірником очищеної води 29 та перегородкою відділення зони флокуляції і освітлення води у вторинному відстійнику-прояснювачі 30, зони локального забору осаду 31, агрегату циркуляції осаду із вторинного відстійника-прояснювача в преаератор-нітрифікатор 32, плаваючих водних рослини макрофітів типу ейхорнії (eichhomia crassipes) 33, відводу очищеної води 34, бокса-дозатора знезаражуючого розчину 35, контактного резервуару 36, трубопроводу відводу очищеної води 37, трубопроводу подачі в споруду біологічного фітоочищення "біоплато" для води, що подається на очищення 38, яка включає бокс 39, заповнений мінеральним завантаженням 40, в якому висаджені вищі водні рослини і вологолюбиві дерева та кущі 41, вер хню 42 і нижню 43 дренажні системи, систему примусової регенерації дренажу і завантаження 44, трубопровід відводу очи щеної води 45, контактний резервуар-колодязь 46, перетік 47, біостав 48, перелив води у водоймище із біоставу 49, системи трубопроводів примусової подачі води і осаду із первинного відстійника в зону завислого шару осаду, що мінералізується 50, тепличного накриття над вторинним відстійником 51, скидного трубопроводу дренажних вод із мулових майданчиків 52, споруди біологічного фітоочищення "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика, яка включає бокс із завантаженням, в якому висаджені вищі водні рослини та вологолюбиві кущі 53, дренажний колодязь для регулювання мулової води 54, циркуляційний насос дренажних вод 55, розподільний трубопровід мулової води 56, плаваючих утеплюючих конструкцій із зануреними у воду засобами активації водного середовища (залізо, алюміній) 57, обвідного (байпасного) трубопроводу 58. Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води працює таким чином. Вода на очищення подається по трубопроводу 1, витікаючи із ежекційної насадки 2 насичується повітрям, за рахунок чого підвищується окислювально-відновлювальна потужність води і потрапляє в приймальну камеру-реактор 3, в якій затримуються грубі (по гранулометричному складу) зважені домішки, які також затримуються решіткою 4, пройшовши яку, вода потрапляє в пісколовку 5, в якій відділяється пісок та інший мінеральні частинки. Перед вводом в перший комплексний блок, за допомогою змішувача води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока 26, із бокс-дозатора розчину коагулянту 6, бокс-дозатора розчину флокулянту 7 і бокс-дозатора розчину вапняного молока 8, у воду вводяться відповідні розчини, за допомогою яких, у воді, потрапляючи в усереднювач-стабілізатор 9, починається активне окислення розчинених органічних домішок із процесом коагулювання і флокуляції. Цьому сприяє те, що у зимовий період, у зону введення води в усереднювач-стабілізатор із аеробного стабілізатора-денітрифікатора 23, агрегатом примусової циркуляції 24, подається мінералізований осад із вмістом активного мулу, частинки якого виконують функцію центру кристалізації розчинених забруднень і поверхнею для їх флокуляції, а також зваженого фільтраційного шару (завдяки відносно великому розміру і вазі), який, разом із захопленими домішками осаджується в зоні стабілізації-мінералізації осаду 10. Агрегатом перемішування і аерації води в усереднювачі-стабілізаторі 13 провадиться аерація води у всьому об'ємі пристрою, за рахунок чого підвищується окислювально-відновлювальна потужність води і активного мулу. Вода із залишками забруднень, по трубопроводу, який призначений для подачі води на прояснення і відводу осаду на стабілізацію 12, потрапляє у первинний відстійник-освітлювач 11. За рахунок того, що поверхня пісколовки 5, і елементів споруд, що входять у два комплексні блоки містить плаваючі термоізолюючі конструкції 57 із зануреними у воду матеріалом металів, що іонізується (залізо, алюміній, срібловмісткими елементами) під дією води і повітря, завдяки чому їх поверхня набуває електрокінетичного потенціалу, в результаті чого окислювально-відновлювальна потужність поверхневого шару додатково збільшується, що забезпечує умови проведення аеробіозу з використанням активного мулу. При цьому, завдяки термоізолюючим конструкціям, наприклад із пінополістиролу, температура поверхні практично не відрізняється від аналогічного показника внутрішнього об'єму води. За таких умов провадиться інтенсивний процес окислення і коагулювання домішкових включень із переведенням їх у зважений стан. Можливе, також, проведення одночасного знезараження води срібловмісткими елементами. Характерною особливістю роботи первинного відстійника-освітлювача 11 є те, що вода очищається не тільки шляхом відстоювання (традиційно), але проходить крізь фільтруючий шар осаду в нижній його частині, завдяки конструкції трубопроводу 12. У цьому випадку забруднення затримуються в шарі осаду, а також окислюються під дією біоплівки, яка може бути закріплена на поверхні баластного осаду, а рівень самого осаду (із біоплівкою) регулюється агрегатом системи примусової циркуляції завислого осаду із первинного відстійника в зону стабілізації усереднювача 14 і трубопроводу примусової подачі води і осаду із первинного відстійника в зону завислого шару осаду, що мінералізується 50. По трубопроводу скиду 15, стабілізований (мінералізований) осад відводиться на муловий майданчик із фільтр-дренажем 16, на якому зневоднюється і переводиться на компостний майданчик осаду 17, на осад вже являє собою мінералізоване, знезаражене біодобриво, яке можна використовувати в сільському господарстві. По зливу освітленої води із камерою розподілу 18, вода з першого комплексного блоку потрапляє в преаератор-нітрифікатор освітленої води 19 другого комплексного блоку, де проходить інтенсивне газонасичення за рахунок роботи агрегату циклічного перемішування і аерації води 20. В результаті відбувається додаткове окислення домішок, що залишилися, які осаджуються в прояснювачі води 21. Агрегат примусової циркуляції осаду із прояснювача 22 регулює кількість осаду в прояснювачі і відводить його залишки в аеробний стабілізатор-денітрифікатор 23, в якому створює шар завислого фільтруючого середовища, що містить активний мул, який приймає участь у вилученні і осадженні домішок у нижній частині аеробного стабілізатора-денітрифікатора 23, при цьому вода насичується повітрям завдяки аераційному соплу 25. Із аеробного стабілізатора-денітрифікатора 23, осад агрегатом примусової циркуляції 24 транспортується в усереднювач-стабілізатор 9. По зливу освітленої води після, через камеру розподілу 27, в зоні якої знаходиться змішувач води і розчинів коагулянту, флокулянту і вапняного молока 26, вода вводиться у вторинний відстійник-прояснювач води 28. При цьому, через змішувач 26 із бокс-дозатора розчину коагулянту 6, бокс-дозатора розчину флокулянту 7 і бокс-дозатора розчину вапняного молока 8, у воду можуть вводитися відповідні розчини. Розчин води з реагентами контактують в зоні, відділеній перегородкою 30 від зони флокуляції і освітлення води у вторинному відстійнику-прояснювачі, в якому провадиться остаточне осадження забруднень в зоні локального забору осаду 31, звідки агрегатом циркуляції 32 він відводиться в преаератор-нітрифікатор 19. Перш ніж потрапити у збірник, вода проходить очищення в шарі плаваючих рослин-макрофітів, наприклад, ейхорнії (eichhomia crassipes) 33, в якості сорбента-очищувача від домішок, у тому числі важких металів та інших речовин різного походження, котрі є шкідливими для людини, але поживними для рослин. При цьому поглинання відбувається із високою інтенсивністю масообмінного процесу сорбції. Для продовження періоду вегетації цих рослин, над вторинним відстійником влаштоване тепличне накриття 51. В перехідний період року, завдяки тепличному покриттю, створюються умови для фітосорбційного очищення плаваючими рослинами-макрофітами, а тому вода може подаватися по байпасному трубопроводу 58 навколо другого комплексного блоку. Далі вода через збірний жолоб-пробовідбірник 29 по трубопроводу відводу очи щеної води 34, в якому через змішувач 26 із бокс-дозатора 35 вводиться (у разі необхідності) знезаражуючий розчин. В контактному резервуарі 36 вода проходить остаточне знезараження і відводиться із споруди по трубопроводу 37. В теплий період року, вода по байпасному трубопроводу 58 подається повз другий комплексний блок в контактний резервуар 36, звідки по трубопроводу подачі води в споруду біологічного фітоочищення "біоплато" для води, що подається на очищення 38, надходить у верхню дренажну систему 42, через яку потрапляє в бокс 39, заповнений мінеральним завантаженням 40, в якому висаджені вищі водні рослини і вологолюбиві дерева та кущі 41. Вода із забрудненнями фільтрується крізь мінеральне завантаження 40, контактуючи із кореневою системою дерев і кущів 41, (наприклад, вільхою і верболозом) за рахунок чого вилучаються частина забруднень і вода, підвищується окислювально-відновлювальна потужність води, за рахунок чого провадиться мінералізація забруднень, а також за рахунок процесу транспірації - поглинання вологи кореневою системою рослин. Очищена вода відбирається і нижньою дренажною системою 43 і по трубопроводу відводу очищеної води 45, надходить в контактний резервуар-колодязь 46, в якому, залежно від якості води, провадиться її знезараження за шляхом введення знезаражуючого розчину із відповідного боксдозатора 35. Далі, вода по перетоку 47 надходить в біостав 48, звідки, після відстоювання, очищена вода відводиться по трубопроводу 49, наприклад, у природне водоймище. Підтримання сорбційних властивостей (фільтраційної здатності) мінерального завантаження і відведення мінерального осаду, який не поглинається рослинами (про що свідчить зростання робочого рівня води в боксі) провадиться регенерація завантаження системою 44 шляхом короткотермінового переключення напряму подачі води в лінії дренажної системи і відведення регенераційної води із забрудненнями на муловий майданчик 16. Для швидкісного і якісного процесу мінералізації осаду мулового майданчика, вода з осаду по скидному трубопроводу дренажних вод 52 із мулового майданчика 16, відводиться в споруду біологічного фітоочи щення "біоплато" стабілізації дренажних вод мулового майданчика, зокрема в бокс із завантаженням 53, в якому висаджені вищі водні рослини та вологолюбиві кущі 39, коренева система яких поглинає вологу 18, таким чином, за рахунок транспірації забезпечується інтенсивне зневоднення осаду із одержанням сухого залишку, а вода, що змогла просочитися крізь завантаження відводиться в дренажний колодязь 54 для регулювання рівня мулової води на муловому майданчику. З дренажного колодязя надлишок води циркуляційним насосом 55 по розподільному трубопроводу муло вої води 56 повертається в зону очищення мулової води, або в початкову споруду очисної станції. Станція очищення, що пропонується відрізняється від споруд аналогічного призначення тим, що поєднує технологію інтенсивної обробки води і вилучення забруднень із технологією біологічного вилучення шкідливих речовин. Робота станції базується, в першу чергу, на використанні природних явищ фітомасообміну, вилучення шкідливих для людини речовин, шляхом їх поглинання рослинами, для яких вони є поживними, а сама технологія є безпечною у використанні. При цьому досягається значне зниження енергетичних витрат на проведення очищення, а також скорочення витрат хімічних реагентів. Відмінністю є безпечність технології і простота експлуатації основного обладнання. В станції очищення використовується комбінована система із двома комплексними блоками, шляхом об'єднання окремих елементів із одержанням якісних результатів. Експлуатація споруди відрізняється відносно низькими експлуатаційними витратами, що вплине на собівартість переробки стічної води. Так, економічний ефект від впровадження станції може скласти 610коп./(м 3рік) за рахунок економії енергії та витрат хімічних реагентів при її експлуатації. Джерела інформації 1. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. /К. "Ви ща школа", 1986г. 2. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий/ Под общ. ред. В.Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. 3 Использование высших водных растений для биологической очистки эвтрофных водоемов. К. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г.Вильнюс. 4. Use of constructed water hyacinth tretment facilities/ McAnaiiy Anthony S., Benefield Larry D. //J. Environ. Sci. And Health. A. -1992. -27, c.903-927.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюPublic wastes treatment plant using an energy efficient technology with change of seasonal conditions of water treatment
Автори англійськоюKuryliuk Mykola Stepanovych, Shlikhta Valentyn Mykhailovych, Kuryliuk Andrii Mykolaiovych
Назва патенту російськоюОчистительная станция коммунальных стоков по энергоэкономной технологии со сменой сезонных режимов очистки воды
Автори російськоюКурилюк Николай Степанович, Шлихта Валентин Михайлович, Курилюк Андрей Николаевич
МПК / Мітки
МПК: B01D 36/00, C02F 1/00, C02F 1/24
Мітки: зміною, комунальних, енергоекономній, технології, стоків, очищення, станція, режимів, сезонних, очисна, води
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-66562-ochisna-stanciya-komunalnikh-stokiv-po-energoekonomnijj-tekhnologi-iz-zminoyu-sezonnikh-rezhimiv-ochishhennya-vodi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Очисна станція комунальних стоків по енергоекономній технології із зміною сезонних режимів очищення води</a>
Попередній патент: Спосіб відновлення ємності лужних акумуляторів
Наступний патент: Маса для виготовлення абразивного інструменту для силового обдирного шліфування
Випадковий патент: Композиція для виготовлення пісочного печива